,刘乃安,刘继平现代通信系统分析与仿真通信工具箱窦中兆,雷湘无线通信原理北京清华大学出版社徐明远,邵玉斌仿真在通信与电子工程中的应用王月清,柴远波,吴桂生宽带移动通信原理北京电子工业出版社,附录伯努利信号波形卷积编码后信号波形经缓存器后信号波形经调制后信号波形扩频模块中源信号打包后信号序列双极性扩频后信号波形多址干扰信号打包后波形与多址干扰信号求和后的合成信号加入加性高斯白噪声后信号的波形经解调后信号波形经解调后信号波形经缓存器后信号波形维特比译码后信号波形源信号和信宿端接收信号波形或叠加。
结果推导出函数和根据积分函数和,有个判决门限。
所使用的判决规则为假如假如在应用了上述判决之后,可得上述实例说明多址用户发送单独的信息分别经相互正交的序列扩频后相加得到合成信号,经各自的序列解扩后,接收机在每个比特周期内将所有的值进行积分或叠加,再通过判决规则,即可恢复各自的源信号。
这就是序列作为扩频码的原理。
根据这原理,设计出第五章系统仿真模型。
系统方案制定码分多址系统仿真原理框图当扩频通信系统中采用的扩频码具有多址作用时,该系统即构成了个码分多址通信系统。
通信系统以占用比原始信号带宽宽得多的射频带宽为代价,来获得更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。
码分多址通信系统原理框图如图所示。
图码分多址通信系统原理框图信源信道编码伪码生成频带调制扩频调制高斯白噪声信道解扩解调信道译码伪码生成抽样判决信宿多址干扰方案论证发送端首先由信号源生成将要发送的数据,以比特为单位,经过差错控制编码处理,增加定的信息冗余度,便于接收端检测接收信号是否正确。
然后用其来调制载波,则信号被搬移到载频上去,就得到调制后信号。
再用条位的序列与每个信息码元进行相关运算,数据单位为切普,长度缩短为比特的,信号频谱大大扩展。
信道将扩频调制并加入多址干扰的合成信号发送到无线信道中。
由于无线通信介质的特性,用户发送的信号在信道传输过程中会受到各种噪声干扰的影响,本仿真系统只考虑多址接入干扰和加性高斯白噪声干扰。
接收端在接收部分,系统通常对信号进行相关接收。
当从信道中检测到信号后,接收端首先对接收信号进行解扩处理,通过扩频码的正交性去除多址干扰恢复为扩频前的原始数据。
接收端的伪随机序列与发送端的伪随机序列不仅要求码字相同,码字的相位也应相同,才能正确解扩。
然后进行解调处理,将其下变频到基带,并扩频模块扩频模块包括伪随机码生成有产生器模块完成极性转换和相关运算三部分。
扩频解扩的方式可以使用单极性二进制码元用异或的方式,但是的结果有时处理起来有定的困难当信号叠加了噪声信号后已经不是二进制码时,就不能用异或方式处理。
使用双极性二进制码元用相乘的方式同样可以完息频带内,由宽带信号恢复为窄带信号。
同时将干扰信号扩展,降低干扰信号的谱密度,提高系统的抗干扰能力。
解调模块在接收端对信号进行解调,以恢复原来的频谱。
解调器对合成数据包经过解扩后提取出的源信号数据包进行解调。
经过解调后信号进入缓存器,列信号恢复为维特比译码要求的双列信号。
差错控制译码维特比译码模块纠错译码的功能有差错控制译码器维特比译码模块来完成,用于对输入信息进行维特比译码。
模块参数设置如下格型结构,该参数设为,。
指定判决类型。
设置为,对应输入信号为二进制数据。
反馈深度,用于构造反馈路径时的网格图分支数,该参数设为。
模块在相邻输入向量间的模式转换方式。
该参数设为。
信宿模块信宿模块包括率统计模块显示器选择器。
通信工具箱的率统计模块对输入的两个信号进行对比,输入为二进制序列,输出误比特率。
模块只比较两个输入信号的正负关系,而不具体比较它们的大小。
系统整体电路图图通信系统仿真模型系统仿真和调试仿真概述本文采用的是仿真,其所有的模块在每个时间步长上同时执行,被称为时间流的仿真。
应用包括建模和仿真两部分。
建模即指从标准模块子库或其它工具包模块库中选择所需模块,并拷贝到用户的模型窗口中,经过连线和设置模块参数等构成用户自己的仿真模型的过程。
通信模块的创建和仿真,般是在工作窗口内利用库中的通信模块构筑用户设计的通信模型,然后再利用工作窗中特有的菜单选项进行仿真。
波形分析对信道信噪比进行不同设置,得到码分多址仿真系统中误码率与信道信噪比之间的关系图图仿真系统误码率和信道信噪比关系图可得码分多址系统误码率随着信噪比的增大而呈下降趋势,即信号功率越强,噪声功率越弱,信噪比越大,误码率越低,当信噪比达到定比值时,误码率降为即无误码,信宿端可以很好的恢复源信号。
固定信道信噪比的传输环境,对相同的源信号,来分析序列抽样时间即频谱的倒数与误码率的关系,如图所示。
图仿真系统误码率和序列抽样时间关系图总结设计小结本文首先对码分多址技术进行了介绍,列出其主要优点和存在问题。
后介绍了码分多址采用的理论基础扩展频谱通信原理,得到码分多址通信系统框图。
基于仿真工具箱,根据序列扩频原理及通信系统框图建立码分多址通信系统仿真模型,并对各子模块进行介绍。
对信道信噪比进行不同设置,得到码分多址仿真系统误码率与信道信噪比之间的关系图,并分析多址干扰独立加入噪声时对误码率的影响,不足与创新本模型将实际应用中的码分多址通信系统的解扩设备进行简化,只有套解扩设备省略了不同码字的比较判决过程采用先调制再扩频的方式,扩频解扩使用双极性二进制码元相乘,克服使用单极性二进制码元异或方式的不足分别分析信道信噪比序列抽样时间多址干扰对误码率的影响模型中信号是二进制信号没有进行信源编码,并考虑了多址干扰在信道中只考虑加性高斯白噪声,忽略其它噪声通过示波器对各子模块产生的波形进行输出,为明显显示波形的采样周期和使波形更为清晰,只裁取部分波形予以显示。
参考文献李贺冰,袁杰萍,孔俊霞通信仿真教程北京国防工业出版社,李建新成扩个回读脉冲位置在时间上的转移过渡抖动和形状的变化宽度变化。
由这种现象引入的噪声被称为转换噪声,在种意义上该噪音只是在过渡存在的时候构成的个数据模式。
这些噪声过程都可以用随机变量来模拟。
重写式是反映过渡噪声。
单脉冲的产生是个不确定的随机过程,它的样本空间是个具有不同的脉冲宽度和脉冲幅度系列。
我们发现脉冲幅度的减少会使该区域的脉冲保持恒定。
这是肯定的因为脉宽增加是由于磁转化的扩大。
位置抖动是个在,的范围内随机变量,在这里我们假设是抖动的上下限。
电子噪声通常被塑造为个由限制带宽的加性高斯白噪声。
它的功率谱密度是。
噪声损坏读信号的计算式可以写为头介质非线性磁阻的读磁头不是线性的传感器。
当有的偏差存在,这就可能导致读磁头灵敏度的不对称。
这种效应称为磁头的非线性。
它非线性地放大了回读信号的振幅范围和正负脉冲间的的差。
可以通过由个读取头测量的非线性函数来定义。
另外两个非线性介质类型也发生在写过程非线性过渡移动和局部涂擦。
它们通常造成其他位置的转移和振幅的减弱。
对于数据的简单的假设参考和。
我们要优先考虑并结合下式这里的是的参数,ε是非线性过渡移动量。
除非出现连续两个转变,组分将减少为零,即≠。
写时序慢变写时序被添加到写时钟合成器电路的相位抖动积累模型中。
它可以被简化并作为速度缓慢的随机运动。
如图所示,在,的范围内的每个时钟周期的均会产生个写。
由于影响集中,这样它会影响所有以后的写脉冲位置。
平均的漂移速度是在很长时间内为零,并由控制。
图写时序道间串扰读头并不总是准确的在自己的轨道位置上。
因此它邻近的受干扰影响的信号,也被称为道间干扰。
是由于加入了两个独立的信号发生器的二加权输出信号而被考虑的。
信噪比和噪声统计过程数据恢复计划的表现通常是比较全面的信噪比范围。
应建立信噪比和随机噪声统计的之间关系,使信号处理的有效性能够被评估。
我们采用文献中的定义,是因为它包含与数据相关的转换噪声,同时消除了对符号密度依赖。
我们简要地推导如下这里的是个单脉冲的能量,定义如下是每个过渡转换噪声平均能量的两倍,是电子噪声的功率谱密度,是转换噪声在总噪声中的比例假设位置抖动和宽度变化是没有关联的,我们可以把分解为,这里的,和分别表示位置抖动和宽度变化的能量。
当对概率密度函数或累积分布函数的位置和宽度变化的抖动预定义以后,就很容易计算,因此,信噪比的大小就知道了。
模拟噪声过程的统计数据可以通过两种方式确定。
用户可以提供的噪声过程的累积分布函数并可以计算相应信噪比。
或者,当所观察到的噪声可以得到完整的高斯分布,其中在第和第二次统计资料可以提供所有必要的有关资料近似噪声过程中,信号发生器的用户只需要指定的信噪比。
信噪比是有效地定义了噪声变化的输入。
此外,用户应确定不失真的单脉冲,转换噪声功率的百分比以及位置抖动构成和脉冲的变化。
在下文中我们将主要关注第二种方法,因为它广泛应用于回读信号的建模。
正如文献中描述,假设阶转换噪声有这里的和分别是过渡位置抖动和宽度变化,刘乃安,刘继平现代通信系统分析与仿真通信工具箱窦中兆,雷湘无线通信原理北京清华大学出版社徐明远,邵玉斌仿真在通信与电子工程中的应用王月清,柴远波,吴桂生宽带移动通信原理北京电子工业出版社,附录伯努利信号波形卷积编码后信号波形经缓存器后信号波形经调制后信号波形扩频模块中源信号打包后信号序列双极性扩频后信号波形多址干扰信号打包后波形与多址干扰信号求和后的合成信号加入加性高斯白噪声后信号的波形经解调后信号波形经解调后信号波形经缓存器后信号波形维特比译码后信号波形源信号和信宿端接收信号波形或叠加。
结果推导出函数和根据积分函数和,有个判决门限。
所使用的判决规则为假如假如在应用了上述判决之后,可得上述实例说明多址用户发送单独的信息分别经相互正交的序列扩频后相加得到合成信号,经各自的序列解扩后,接收机在每个比特周期内将所有的值进行积分或叠加,再通过判决规则,即可恢复各自的源信号。
这就是序列作为扩频码的原理。
根据这原理,设计出第五章系统仿真模型。
系统方案制定码分多址系统仿真原理框图当扩频通信系统中采用的扩频码具有多址作用时,该系统即构成了个码分多址通信系统。
通信系统以占用比原始信号带宽宽得多的射频带宽为代价,来获得更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。
码分多址通信系统原理框图如图所示。
图码分多址通信系统原理框图信源信道编码伪码生成频带调制扩频调制高斯白噪声信道解扩解调信道译码伪码生成抽样判决信宿多址干扰方案论证发送端首先由信号源生成将要发送的数据,以比特为单位,经过差错控制编码处理,增加定的信息冗余度,便于接收端检测接收信号是否正确。
然后用其来调制载波,则信号被搬移到载频上去,就得到调制后信号。
再用条位的序列与每个信息码元进行相关运算,数据单位为切普,长度缩短为比特的,信号频谱大大扩展。
信道将扩频调制并加入多址干扰的合成信号发送到无线信道中。
由于无线通信介质的特性,用户发送的信号在信道传输过程中会受到各种噪声干扰的影响,本仿真系统只考虑多址接入干扰和加性高斯白噪声干扰。
接收端在接收部分,系统通常对信号进行相关接收。
当从信道中检测到信号后,接收端首先对接收信号进行解扩处理,通过扩频码的正交性去除多址干扰恢复为扩频前的原始数据。
接收端的伪随机序列与发送端的伪随机序列不仅要求码字相同,码字的相位也应相同,才能正确解扩。
然后进行解调处理,将其下变频到基带,并扩频模块扩频模块包括伪随机码生成有产生器模块完成极性转换和相关运算三部分。
扩频解扩的方式可以使用单极性二进制码元用异或的方式,但是的结果有时处理起来有定的困难当信号叠加了噪声信号后已经不是二进制码时,就不能用异或方式处理。
使用双极性二进制码元用相乘的方式同样可以完






























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